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降低柴油机有害排放物的几种控制技术

时间:2018-09-15 17:24  点击:  次
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降低柴油机有害排放物的几种控制技术

柴油机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源,随着环境保护问题重要性的日趋增加,降低柴油机有害排放物这一目标成为当今世界上柴油机发展的一个重要方向。为了减少柴油排放对大气的污染,开展柴油机有害排放物控制方法的研究,是从事柴油机设计者的首要任务,本文在这里简述几种降低有害排放物的控制技术。
1.柴油机有害排放物及其危害
柴油机排气中包含各种成分,其基本成分是二氧化碳(CO2),水蒸气(H2O),过剩的氧气(O2)以及存留下来的氮气(N2)等。他们是燃料和空气完全燃烧后的产物,从毒物学的观点看,排气中的这些成分是无害的,除上述基本成分外,柴油机排气中还含有不完全燃烧的产物和燃烧反应的中间产物,包括一氧化碳(CO),碳氢化合物(HC),氮氧化合物(NOX),微粒(PT)及醛类物质。这些物质成分的质量总和在柴油机排气中所占的比例虽然还不到1%,但它们大部分是有害的,或有强烈刺激的臭味,有的还有致癌作用,因此被列为有害排放物。
2.控制方法之一――高压共轨喷射系统
柴油机降低排放的对策主要是改善燃烧,而喷射系统性能是影响柴油机燃烧过程的关键因素,要改进传统的由柱塞泵分缸脉动喷射系统难度较大,高压共轨喷射系统正是顺应上述需求而诞生,且正得到了很大发展。它被世界内燃机行业公认为二十世纪三大突破之一(另外两项是汽油直喷技术和DME代用燃料)。
高压共轨喷射系统是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术基础之上的一种全新概念的喷射系统。它主要有高压泵,带调压阀的共轨管,带电磁阀的喷油器,ECV(电子控制单元)和各种传感器组成高压共轨系统不再用柱塞泵分缸脉动供油原理,而是用一个设置在喷油泵和喷油器之间的具有较大容积的共轨管把高压油泵输出的燃油蓄积起来并平抑压力波,再通过各高压油管输送到喷油器上,由喷油器上的电磁阀的动作控制喷油的开始和终止。电磁阀作用的时刻决定喷油定时,起作用的持续时间和共轨压力共同决定喷油量。由于这种系统采用压力时间式燃油计量原理,因此又可称为压力时间控制式控喷射系统。
高压共轨喷射系统的特点是;喷油压力的建立与喷油过程无关;喷油压力,喷油过程和喷油持续期不受负荷和转速的影响;喷油定时与喷油计量完全分开,可以自由调整每缸的喷油量和喷油始点;能实现预喷射,快速停喷和多段喷射。因此高压共轨喷射系统通过对喷油要素的优化控制柴油机燃烧更充分,从而减少燃烧中有害物的形成,使柴油机的有害排放,噪声排放和冷起动性能都得到很大改善。

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